рискорення вільного падіння (м/с2);
d - визначальний розмір (діаметр труби) (м);
=ТСР - Тв - температурний напір при даному режимі (К);
ТСР, Тв - середні абсолютні температури поверхні труби і повітря (К);
=1/Tm - коефіцієнт об'ємного розширення повітря (1/К);
- кінематичний коефіцієнт в'язкості повітря (по таблиці) (м2/с);
Tm=0,5 (ТСР + Тв) - розрахункова температура прикордонного шару (К);
(оС)
При tm=41.75 (оС) отримуємо=17,13? 10-6 (м2/с), отже:
Критерій Прандтля знаходять наступним чином:
,
де - коефіцієнт температуропровідності (по таблиці=2,447? 10-6 м2/с).
Так як?=133437,005, то приймаємо С=0,540 і n=0,250.
Знайдемо критерій Нуссельта:
Знайдемо значення конвективного коефіцієнта тепловіддачі:
,
де - коефіцієнт теплопровідності повітря (по таблиці=2,768? 10-2 Вт/(м К)).
(Вт/(м2 К)).
Коефіцієнт променистої тепловіддачі незалежно від визначають за формулою:
,
де - ступінь чорноти поверхні труби. Для окисленої міді прийняти=0,57.
(Вт/(м2 К))
Знайдемо розрахунковий коефіцієнт тепловіддачі:
(Вт/(м2 К))
б) Вертикальна труба (?=900).
При tm=41.75 (оС) отримуємо=2,783? 10-2 (Вт/(м К));
=2,485? 10-6 (м2/с);
=17,34? 10-6 (м2/с).
Розрахунок (Вт/(м2 К)) ведеться аналогічно попередньому випадку, однак при обчисленні критерію Gr як визначального розміру слід взяти не діаметр, а довжину труби (м)
Критерій Грасгофа:
.
Критерій Прандтля знаходять наступним чином:
Так як, то отримуємо?=1? 109. Отже приймаємо
С=0,135 і n=0,333.
Знайдемо критерій Нуссельта:
Знайдемо значення конвективного коефіцієнта тепловіддачі:
(Вт/(м2 К)).
Коефіцієнт променистої тепловіддачі:
Вт/(м2 К)
Знайдемо розрахунковий коефіцієнт тепловіддачі:
(Вт/(м2 К))
в) Похила труба ().
При tm=42.7 (оС) отримуємо=2,775? 10-2 (Вт/(м К));
=2,468? 10-6 (м2/с);
=17,23? 10-6 (м2/с).
При розрахунку критерію Gr визначальним параметром у цьому випадку є діаметр труби d (м).
Критерій Грасгофа:
,
.
Критерій Прандтля знаходять наступним чином:
Так як, то отримуємо?=137279,05. Отже приймаємо
С=0,540 і n=0,250.
У цьому випадку критеріальне рівняння має вигляд:
,
Знайдемо значення конвективного коефіцієнта тепловіддачі:
(Вт/(м2 К)).
Коефіцієнт променистої тепловіддачі:
(Вт/(м2 К)).
Знайдемо розрахунковий коефіцієнт тепловіддачі:
(Вт/(м2 К)).
Порівняння досвідчених і розрахункових даних
№ п/п?, град.Коеффіціент тепловіддачі, Вт/(м2 К) Розбіжність,% Досвідчений, Розрахунковий, 1019,5321,9012,129013,8916.5118.936011,1212,3911,4
Висновок: в процесі виконання лабораторної роботи ми досліджували окремий випадок конвективного теплообміну, званий тепловіддачею, коли обмінюються теплотою поверхню твердого тіла і текуча середу (повітря). Отримали коефіцієнт тепловіддачі досвідченим і розрахунковим шляхом, виконали їх порівняння. При? =0 коефіцієнт тепловіддачі має найбільше значення, т. К. Прикордонний шар має найменшу товщину.
